1.5电势差与电场强度的关系教学设计_电场强度教学设计

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《电势差与电场强度的关系》教学设计

一、教学目标

（一）知识与能力目标：

1．定性把握非匀强电场中电势差与电场强度的关系；理解匀强电场中电势差与电场强度的关系U=Ed，并能推导这个关系式。

2．会用U=Ed进行有关计算，明确d的含义。

3．通过分析寻找物理量之间在内在联系，培养学生分析推理能力。

（二）过程与方法

1．通过对匀强电场中电势差和电场强度的定性、定量关系的学习，培养学生的分析、解决问题的能力。

2．学生利用学过的知识分析推理、启发引导、分析推理，在教师的指导下总结应用。

（三）情感态度与价值观

1．从不同角度认识电场、分析寻找物理量之间的内在联系，培养对物理学科的兴趣、坚定思考探索物理的的信念，让学生学会多角度多方面看问题。

2．通过公式的推导，让学生体会到物理中推理过程的逻辑美，领略物理方法的奥妙，体会物理科学的力量。

二、教学重点：

1．对匀强电场中电势差与电场强度的关系U＝Ed的理解。2．能够推导出这个关系式。

三、教学难点

1．非匀强电场中，对电势差与电场强度的定性比较。2．用关系式U＝Ed进行有关计算

四、教学方法：

学生自主探究、小组讨论的启发式综合教学法

五、【教学过程】

（一）复习

1．电场强度：放入电场中某点的电荷所受的静电力F跟它的电量q的比值，叫做该点的电场强度。

2．电势差的概念：电场中两点间电势的差值叫做电势差。3．静电力功的两种计算方法：（1）WFS（2）WABqUAB

【问题】既然电场强度E、电势差U都可以描述电场，那么两者之间有何关系？（引入新课）

（二）新课教学

1．匀强电场中电势差与电场强度的关系。（教学设想：让学生阅读教材相关内容，自己完成多媒体所展示的内容，学会亲自推导，了解该关系的来龙去脉，使学生在获取知识的同时，感受到成功的愉悦，进一步培养学生的科学探究精神。）

（1）如图所示，匀强电场中A、B两点的电势差为UAB，一试探电荷q从电场中A点移动到B点，求：静电力做的功W为多少？

通过提问学生，得出以下结论：

WqUAB

（2）如图所示，匀强电场的电场强度为E，电荷q从A点移动到B点，求：静电力做的功W为多少？（由学生自己推导，教师巡视，解答学生在推导过程中可能存在的一些疑问。）

抽一个学生到黑板上展示他的推导过程，得到以下结论： q所受的静电力是：FqE

因为匀强电场中电场强度E处处相等，所以电荷q所受的静电力F是一个恒力，静电力做的功W为：WFdqEd

（3）比较功的两个计算结果，可以得到：

UABEd

即：匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿电场方向的距离的乖积。

2．思考与讨论：

上面讨论中A、B两点位于同一条电场线上。如果它们不在同一条电场线上，如图所示，还能得出以上结论吗？试试看。（教学设想：让学生充分进行分组讨论，各抒己见，最后引导学生得到正确结论。）

设ＡＢ与电场强度的夹角为θ。AB间沿着电场线的距离为d，则电荷q从A点移到B点静电力所做的功W：

① 从力的角度，Ｗ＝qElcosθ=qEd ② 从能的角度，Ｗ＝qUAB 由上两式得：qEd=qUAB

因此，当d代表A、B两点沿电场线的距离时，也能得出

UABEd

3．电场强度与电势差的关系也可以写作：

EUAB d它的意义是：在匀强电场中，电场强度的大小等于两点间的电势差与两点沿电场强度方向距离的比值。也就是说，电场强度在数值上等于沿电场方向每单位距离上降低的电势。也可以理解为：在匀强电场中，相互平行且距离相等的两点间的电势差相等。

由上式还可以得到电场强度的另一个单位：伏[特]每米（V/m）。

1伏/米＝1焦/库1牛米＝＝牛/库 1米1库米因此，这个单位与前面学过的单位牛[顿]每库[仑]（N/C）相同。4．注意事项：

（1）上式的适用条件：匀强电场；

（2）d为匀强电场中两点沿电场线方向的距离（或者说等势面间的距离）。（3）电场强度与电势的大小无直接关系；它们的方向关系为：电场中电场强度的方向就是电势降低最快的方向。

（4）电场强度的大小跟电势的高低没有必然的联系。

（三）问题与练习（教学设想：通过以下的一组练习题，让同学们进一步理解匀强电场中两点间的电势差与电场强度的关系。）

【例解】匀强电场的电场线与AC平行，把10－8C的负电荷从A移至B，静电力做功6×10－8J，AB长6cm，求：

（1）电场强度的方向；

（2）设B处电势为1V，则A处电势为多少？（3）电场强度的大小是多少？

【跟踪演练】如图所示的方框中为一匀强电场，A、B、C

B A 三点为电场中的三点，电势分别为A24V、B12V、C24V，试用作图法作出该电场的电场线。

C

（四）拓展练习（教学设想：通过本题，开拓学生思路，培养学生应用知识处理问题的灵活性。）

如图为某一电场的电场线和等势面分布，其中图中的实线表示电场线，虚线表示过a、b两点的等势面，电势分别是a5V，b3V,那么a、b连线中点c的电势c为（）

A．c4V B．c4V

C．c4V D．上述情况都有可能 本题小结：EUAB适用于匀强电场的计算，但对于某些非匀强电场的问题，d可以进行定性的分析。

六、教师小结

电场力的大小跟电场强度E有关系，即：F＝qE。电荷由于电场力的作用在电场中两点间移动时所做的功跟这两间的电势差UAB有关，即：WAB＝qUAB,由于力和功是互相联系的，所以电场强度与电势差之间存在着必然的联系。在匀强电场中，UAB＝Ed。在非匀强电场中，电势差UAB与电场强度E的关系要复杂的多，但可以由该关系式进行定性的判断。电场强度的大小跟电势的高低没有必然的联系。

七、课后作业：

1、完成问题与练习：1、2、3、4。

2、阅读教材内容

八、板书设计：

一、复习相关知识 1．电场强度：

2．电势差的概念：电场中两点间电势的差值叫做电势差。.3．静电力功的两种计算方法：（1）WFS（2）WABqUAB

二、场强强度与电势差的联系。１．在匀强电场中EUAB d２．电场中，电场强度的方向就是电势降落最快的方向 ３．两个相同的单位：V/m、N/C。

参考文献：

[1]张维善，优化探究同步导学案，广东教育出版社 2013年5月

[2]李更磊，电势差与电场强度关系的两个错误拓展 《中学物理》 2011年21期 [3]赵显风, 匀强电场的电势差与电场强度的关系 数理化学习(高中版)2007年05期